المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
دين الله ولاية المهدي
2024-11-02
الميثاق على الانبياء الايمان والنصرة
2024-11-02
ما ادعى نبي قط الربوبية
2024-11-02
وقت العشاء
2024-11-02
نوافل شهر رمضان
2024-11-02
مواقيت الصلاة
2024-11-02

سقوط الشفعة
15-10-2017
حرفيات مونتاج التليفزيون- اللقطات أو المشاهد المعادة
26/9/2022
معايير الحقيقة والمجاز
19-8-2017
تفسير الاية (6-9) من سورة الفتح
8-10-2017
موقع (آيات الاحكام) من علوم القرآن
2023-08-28
تقنيات زراعة الزعفران
2023-06-19

Mock Theta Function  
  
2653   04:12 مساءً   date: 25-8-2019
Author : Andrews, G. E.
Book or Source : "The Fifth and Seventh Order Mock Theta Functions." Trans. Amer. Soc. 293
Page and Part : ...


Read More
Date: 1-8-2019 1419
Date: 7-9-2019 3030
Date: 23-5-2019 2128

Mock Theta Function 

In his last letter to Hardy, Ramanujan defined 17 Jacobi theta function-like functions F(q) with |q|<1 which he called "mock theta functions" (Watson 1936ab, Ramanujan 1988, pp. 127-131; Ramanujan 2000, pp. 354-355). These functions are q-series with exponential singularities such that the arguments terminate for some power t^N. In particular, if f(q) is not a Jacobi theta function, then it is a mock theta function if, for each root of unity rho, there is an approximation of the form

 f(q)=sum_(mu=1)^Mt^(k_mu)exp(sum_(nu=-1)^Nc_(munu)t^nu)+O(1)

(1)

as t->0^+ with q=rhoe^(-t) (Gordon and McIntosh 2000).

If, in addition, for every root of unity rho there are modular forms h_j^((rho))(q) and real numbers alpha_j and 1<=j<=J(rho) such that

 f(q)-sum_(j=1)^(J(rho))q^(alpha_j)h_j^((rho))(q)

(2)

is bounded as q radially approaches rho, then f(q) is said to be a strong mock theta function (Gordon and McIntosh 2000).

Ramanujan found an additional three mock theta functions in his "lost notebook" which were subsequently rediscovered by Watson (1936ab). The first formula on page 15 of Ramanujan's lost notebook relates the functions which Watson calls rho(-q) and omega(-q) (equivalent to the third equation on page 63 of Watson's 1936 paper), and the last formula on page 31 of the lost notebook relates what Watson calls nu(-q) and omega(q^2) (equivalent to the fourth equation on page 63 of Watson's paper). The orders of these and Ramanujan's original 17 functions were all 3, 5, or 7.

Ramanujan's "lost notebook" also contained several mock theta functions of orders 6 and 10, which, however, were not explicitly identified as mock theta functions by Ramanujan. Their properties have now been investigated in detail (Andrews and Hickerson 1991, Choi 1999).

Unfortunately, while known identities make it clear that mock theta functions of "order" n are related to the number n, no formal definition for the order of a mock theta function is known. As a result, the term "order" must be regarded merely as a convenient label when applied to mock theta functions (Andrews and Hickerson 1991).

The complete list of mock theta functions of order 3 are

f(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2))/((1+q)^2(1+q^2)^2...(1+q^n)^2)

(3)

phi(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2))/((1+q^2)(1+q^4)...(1+q^(2n)))

(4)

psi(q) = sum_(n=1)^(infty)(q^(n^2))/((1-q)(1-q^3)...(1-q^(2n-1)))

(5)

chi(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2))/((1-q+q^2)(1-q^2+q^4)...(1-q^n+q^(2n)))

(6)

omega(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(2n(n+1)))/((1-q)^2(1-q^3)^2...(1-q^(2n+1))^2)

(7)

nu(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n(n+1)))/((1+q)(1+q^3)...(1+q^(2n+1)))

(8)

rho(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(2n(n+1)))/((1+q+q^2)(1+q^3+q^6)...(1+q^(2n+1)+q^(4n+2))),

(9)

with omega(q)nu(q), and rho(q) due to Watson (1936ab; Dragonette 1952). Note that the series for mu(q) does not converge, but the series of even and odd partial sums do converge, so mu(q) is commonly taken as the average of these two values (Andrews and Hickerson 1991).

The following table summarizes the first few terms of these series. f(q) in particular is considered by Dragonette (1952), who showed that the coefficients A(n) of the series for f(q) satisfy

 A(n)=sum_(r=0)^nP(r)gamma(n-r),

(10)

where P(r) is a partition function P and gamma(r) is the sequence 1, 0, -4, 4, -4, 4, -4, 8, -4, 8, -4, ... (OEIS A064053) for r=0, 1, ....

function OEIS series
f(q) A000025 1, 1, -2, 3, -3-5, 7, -6, 6, ...
phi(q) A053250 1, 1, 0, -1, 1, 1, -1-1, 0, 2, ...
psi(q) A053251 0, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, ...
chi(q) A053252 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, -1, 0, ...
omega(q) A053253 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 14, 18, 22, 29, ...
nu(q) A053254 1, -1, 2, -2, 2, -3, 4, -4, 5, ...
rho(q) A053255 1, -1, 0, 1, 0, -1, 1, -1, 0, 1, ...

Watson (1936ab) proved the fundamental relations connecting Ramanujan's mock theta functions,

2phi(-q)-f(q)=f(q)+4psi(-q)=theta_4(0,q)product_(r=1)^(infty)(1+q^r)^(-1)

(11)

4chi(q)-f(q)=3theta_4^2(0,q^3)product_(r=1)^(infty)(1-q^r)^(-1)

(12)

2rho(q)+omega(q)=3[1/2q^(-3/8)theta_2(0,q^(3/2))]^2product_(r=1)^(infty)(1-q^(2r))^(-1)

(13)

nu(+/-q)+/-qomega(q^2)=1/2q^(-1/4)theta_2(0,q)product_(r=1)^(infty)(1+q^(2r)),

(14)

where theta_i(z,q) is a Jacobi theta function (Dragonette 1952).

Ramanujan (2000, pp. 354-355) gave 10 mock theta functions of order five, given by

f_0(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2))/((-q)_n)

(15)

F_0(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(2n^2))/((q;q^2)_n)

(16)

1+2psi_0(q) = sum_(n=0)^(infty)(-1;q)_nq^((n+1; 2))

(17)

phi_0(q) = sum_(n=0)^(infty)(-q;q^2)_nq^(n^2)

(18)

f_1(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2+n))/((-q)_n)

(19)

F_1(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(2n^2+2n))/((q;q^2)_(n+1))

(20)

psi_1(q) = sum_(n=0)^(infty)(-q)_nq^((n+1; 2))

(21)

phi_1(q) = sum_(n=0)^(infty)(-q;q^2)_nq^((n+1)^2)

(22)

chi_0(q) = 2F_0(q)-phi_0(-q)

(23)

chi_1(q) = 2F_1(q)+q^(-1)phi_1(-q)

(24)

(Andrews 1986). Note that the notation here follows the standard convention (-q)_n=(-q;q)_n.

Ramanujan gave seven mock theta functions of order six, given by

phi(q) = sum_(n=0)^(infty)((-1)^nq^(n^2)(q;q^2)_n)/((-q)_(2n))

(25)

psi(q) = sum_(n=0)^(infty)((-1)^nq^((n+1)^2)(q;q^2)_n)/((-q)_(2n+1))

(26)

rho(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^((n+1; 2))(-q)_n)/((q;q^2)_(n+1))

(27)

sigma(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^((n+2; 2))(-q)_n)/((q;q^2)_(n+1))

(28)

lambda(q) = sum_(n=0)^(infty)((-1)^nq^n(q;q^2)_n)/((-q)_n)

(29)

mu(q) = sum_(n=0)^(infty)((-1)^n(q;q^2)_n)/((-q)_n)

(30)

gamma(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2)(q)_n)/((q^3;q^3)_n)

(31)

(Andrews and Hickerson 1991).

Ramanujan (2000, p. 355) also gave three mock theta functions of order seven, given by

F_0(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2))/((q^(n+1))_n)

(32)

F_1(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2))/((q^n)_n)

(33)

F_2(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2+n))/((q^(n+1))_(n+1))

(34)

(Andrews 1986).

Gordon and McIntosh (2000) found eight mock theta functions of order 8,

S_0(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2)(-q;q^2)_n)/((-q^2;q^2)_n)

(35)

S_1(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n(n+2))(-q;q^2)_n)/((-q^2;q^2)_n)

(36)

T_0(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^((n+1)(n+2))(-q^2;q^2)_n)/((-q;q^2)_(n+1))

(37)

T_1(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n(n+1))(-q^2;q^2)_n)/((-q;q^2)_(n+1))

(38)

U_0(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2)(-q;q^2)_n)/((-q^4;q^4)_n)

(39)

U_1(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^((n+1)^2)(-q;q^2)_n)/((-q^2;q^4)_(n+1))

(40)

V_0(q) = -1+2sum_(n=0)^(infty)(q^(n^2)(-q;q^2)_n)/((q;q^2)_n)

(41)

= -1+2sum_(n=0)^(infty)(q^(2n^2)(-q^2;q^4)_n)/((q;q^2)_(2n+1))

(42)

V_1(q) = sum_(n=0)^(infty)(q^((n+1)^2)(-q;q^2)_n)/((q;q^2)_(n+1))

(43)

= sum_(n=0)^(infty)(q^(2n^2+2n+1)(-q^4;q^4)_n)/((q;q^2)_(2n+2)).

(44)


REFERENCES:

Andrews, G. E. "The Fifth and Seventh Order Mock Theta Functions." Trans. Amer. Soc. 293, 113-134, 1986.

Andrews, G. E. "Mock Theta Functions." Proc. Sympos. Pure Math. 49, 283-298, 1989.

Andrews, G. E. and Berndt, B. Ramanujan's Lost Notebook, Part I. New York: Springer, 2005.

Andrews, G. E. and Hickerson, D. "Ramanujan's 'Lost' Notebook VII: The Sixth Order Mock Theta Functions." Adv. Math. 89, 60-105, 1991.

Bellman, R. E. A Brief Introduction to Theta Functions. New York: Holt, Rinehart, and Winston, p. 51, 1961.

Berndt, B. C. and Rankin, R. A. Ramanujan: Letters and Commentary. Providence, RI: Amer. Math. Soc., pp. 220-224, 1995.

Choi, Y.-S. "Tenth Order Mock Theta Functions in Ramanujan's Lost Notebook." Invent. Math. 136, 497-569, 1999.

Dragonette, L. A. "Some Asymptotic Formulae for the Mock Theta Series of Ramanujan." Trans. Amer. Math. Soc. 73, 474-500, 1952.

Gordon, B. and McIntosh, R. J. "Some Eighth Order Mock Theta Functions." J. London Math. Soc. 62, 321-335, 2000.

Gordon, B. and McIntosh, R. J. "Modular Transformations of Ramanujan's Fifth and Seventh Order Mock Theta Functions." Ramanujan J. 7, 193-222, 2003.

Ramanujan, S. The Lost Notebook and Other Unpublished Manuscripts. New Delhi, India: Narosa, 1988.

Ramanujan, S. Collected Papers of Srinivasa Ramanujan (Ed. G. H. Hardy, P. V. S. Aiyar, and B. M. Wilson). Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2000.

Selberg, A. "Über die Mock-Thetafunktionen siebenter Ordnung." Arch. Math. og Naturvidenskab 41, 3-15, 1938.

Sloane, N. J. A. Sequences A000025/M0433, A053250, A053251, A053252, A053253, A053254, A053255, and A064053 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Watson, G. N. "The Final Problem: An Account of the Mock Theta Functions." J. London Math. Soc. 11, 55-80, 1936a.

Watson, G. N. "The Mock Theta Function (I)." J. London Math. Soc. 11, 55-80, 1936b.

Watson, G. N. "The Mock Theta Function (II)." Proc. London Math. Soc. 42, 274-304, 1937.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.